1.6 反冲现象 火箭 教学设计 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

§1.6 反冲现象 火箭 学习目标： 1、了解反冲现象及其在生活中的应用。 2、理解火箭的飞行原理，能够应用动量守恒定律分析火箭飞行的问题。 3、掌握人船模型的特点，并能应用动量守恒定律分析、解决相关问题。 新课引入： 章鱼、乌贼遇到危险逃跑的时候，会向体外喷出墨水，大家注意到它们喷墨的方向和逃跑的方向是什么关系呢？怎么解释这种现象呢？ 新课教学： 提出问题：平射炮发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退，这是为什么呢？ 分析：在这个过程中，内力远大于外力，外力可忽略，满足系统动量守恒的条件； 射击前，炮弹和炮身的总动量为0，炮弹射出后以很大的速度向前运动，炮身将向哪个方向运动？速度大小怎样？ 和章鱼、乌贼的运动有什么共同点呢？ 一、反冲现象 1、定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。 （1）特点：内力远大于外力，此过程遵循动量守恒定律 （2）物体受到的反冲作用通常叫做反冲力 （3）这里的“相反的方向”应该理解为一部分相对于另一部分的运动方向相反 2、表达式： （1） 矢量式 （2） 标量式 3、应用与防止： 反冲现象的防止——后坐力：射击时枪身的反冲会影响射击的准确性。 反冲现象的应用——自动旋转喷头；水火箭；喷射式悬浮飞行器，也称为“喷水飞行背包” 做一做！ 先用手捏住气球的出气口，然后突然松开，让气体喷出，观察气球的运动。喷出气流的反冲作用可以推动物体运动！重要应用：火箭 二、火箭 介绍：古代的火箭——火箭是中国古代的重大发明之一。公元969年，中国已经发明了火药（火药是在唐朝发明的）。北宋军官岳义方、冯继升造出了世界上第一个以火药为动力的飞行兵器——-火箭。13世纪中叶，蒙古人入侵中亚、西亚和欧洲，阿拉伯人侵略西班牙，他们把中国的火箭技术传入了欧洲及世界其它地区。 1、概念：现代火箭是指依靠喷射高温高压气体，从而获得反作用力向前推进的飞行器 2、原理：反冲 问题：火箭依靠喷出的气体能够获得多大的速度呢？这个问题和哪些因素有关呢？ 思考与讨论：质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体。现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出。 （1）小物体的动量改变量是多少？ （2）人的动量改变量是多少？为什么？ （3）人的速度改变量是多少？ 3、火箭的速度 Δm：极短时间Δt内喷出的燃气质量 u：喷出的燃气相对喷气前火箭的速度 m：喷气后火箭的质量 Δv：火箭喷气后增加的速度 根据动量守定律可得 火箭喷出的燃气速度u越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度Δv就越大 介绍：现代火箭技术—— 火箭的质量比：火箭起飞的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比 提高火箭速度的方法：提高喷气速度或质量比 俄国著名科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基从理论上证明了多级火箭可以克服地球引力而进入太空，并建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了航天飞行动力学的基础。 介绍：我国的火箭技术成就 相似应用介绍：喷气式战机、导弹 三、人船模型 一质量为M的小船静止在水面上，站在船尾的质量为m的小孩，从静止开始向右运动。不计水的阻力，在此过程中： 1、船向哪运动？当小孩速度为v时，船速u为多大？ 小船与人组成的系统动量守恒，总动量始终为0。人动船动、人停船停；人快船快、人慢船慢；人船反向，人向右，则船向左运动。 由mv=Mu可得 2、当小孩向右移动位移x时，船的位移是多大？ 这个式子是始终成立的！ 3、船长为L，若小孩从船头移动到船尾，小孩和船的位移分别为多大？ 人船模型的推广与应用： 共同特点：总动量或某个方向的总动量守恒、且为0！ 学科网（北京）股份有限公司 $$